?譚建榮作《汽車生產模式與智能制造關鍵技術》報告 | 2023汽車技術與裝備發展論壇
時間：2023-08-27 11:29:49
2023年8月21日-24日，由工業和信息化部裝備工業發展中心、江蘇省工業和信息化廳、蘇州市人民政府以及中國汽車工程研究院股份有限公司聯合主辦的“2023汽車技術與裝備發展論壇”于蘇州隆重召開。本屆論壇以“裝備夯實根基?技術引領未來”為主題，邀請政府領導、行業院士、企業高層、技術專家，圍繞新技術、新裝備、新生態展開深入研討，以推動技術及產業發展，夯實質量強國之基，服務汽車強國戰略。其中，在8月22日舉辦的開幕大會上，中國工程院院士、浙江大學求是特聘教授譚建榮作《汽車生產模式與智能制造關鍵技術》報告。
(資料圖)
以下內容為現場演講實錄：
各位領導、各位專家、各位汽車工業的同仁們，大家上午好！
很高興來到蘇州參加這次汽車工業會議，前面鐘志華院長做了非常重要的報告，我向大家匯報一下，最近搞智能制造的體會，我體會到智能制造一定要與生產模式結合起來，什么樣的生產模式就需要什么樣的生產制造，這密不可分。我的題目是：《汽車生產模式與智能制造關鍵技術》。
我來自浙江大學，在浙大工作30多年，其中20年擔任浙江大學老師，也是第一強系機械工程系，后來改成機械工程學，系主任和院長當了20年，對機械工業有所了解。
汽車是改變人類文明的走向，汽車改變了我們的生活方式、出行方式，也拉動了制造技術的飛速發展。汽車到底是誰發明的？汽車發明者我們都知道，汽車第一個專利屬于德國奔馳的奔馳先生，他發明了世界上第一輛汽車，并且做成了汽車第一個發明專利。法國雷諾公司的第一任老板雷諾認為汽車是他發明的，但是他不能證明是他發明的，沒有支撐材料。
汽車工業最早在德國、法國，世界汽車工業第一個制造中心在歐洲，第二個制造中心在美國，由于福特先生發明了第一條流水線，這個意義非常大，他為什么能夠發明流水線？他提出了公差配合概念，有了公差配合就有了互換性，有了互換性，流水線就孕育而生。由此世界汽車中心由歐洲轉移到美國，美國由此成為汽車制造第一大國，進而成為世界汽車第一強國。
汽車工業第三個里程碑，豐田公司率先實現了汽車的精益生產，但是精益生產的理論方法是美國汽車工程協會的學者幫他組織起來。
汽車工業第四個里程碑，就發生在現在，馬斯克第一次把特斯拉汽車拓展為機電產品加上信息化的產品。原來我們認為汽車是機電產品，但是現在不僅是機電產品而且是信息化產品，是互聯網控制的移動終端，馬斯克創新在這里。中國汽車制造能力非常強，現在世界汽車制造中心在中國每年產銷2800萬輛，產銷兩旺，但是我們不是汽車制造強國，我們的強的品牌還沒有，像寶馬、奔馳、福特、豐田這種品牌車都沒有。
汽車生產模式也經歷了手工作坊模式、流水線方式、汽車平臺方式、模塊化生產模式。
1.手工生產，汽車起先是手工生產是典型的定制生產，現在汽車又回到了定制化生產。定制化好不好？當然很好，但是任何一個好的概念，我們都不能把它推向極端，有一個企業做廣告，說他的產品是100%定制，100%定制好不好？不好，為什么？100%定制必然生產周期長、生產成本高、質量難以控制，只有批量生產才能質量管控、降低成本、提高效率。所以現在提倡的是大批量定制，這個大批量不是形容詞，而是把大批量生產方式與定制生產方式有機融合，把優點匯聚。但是有一些企業一些專家理解偏了，他把好的東西縮向很簡單的東西，簡單的東西走向了反面。
2.流水線生產，起先汽車是定制生產方式，后來由于福特發明了流水線，汽車進入了流水線的大批量生產。現在基本生產模式還是大批量生產模式，在大批量生產的基礎上實現定制化。所以流水線生產，就使得成本大大下降，這兩大大提高，福特先生還是我們汽車行業的一位大師。
3.平臺化生產，到了80年代，汽車實現平臺化生產，打造專業流水平臺，把批量生產和定制化生產有機融合起來。
4.模塊化生產，模塊化生產非常重要，為什么不贊成100%定制？因為100%定制徹底否定了標準化和模塊化，我們的定制化要建立在標準化與模塊化基礎上。模塊化是重要理念和關鍵技術，汽車能不能提質增效？能不能創新出新的東西？能不能打造自己的品牌？關鍵在于標準化、模塊化的基礎工作做得好不好。
5.一體化設計制造，現在新的技術不斷涌現，前面鐘志華院長報告中列舉了特斯拉的車身是一體化成型，現在汽車提倡一體化壓鑄、一體化成型、一體化設計、一體化裝備制造。所以在模塊化技術中的一體化設計，包括發動機總成、變速箱總成、懸架總成、車身總成等電機系統，根據不同車型進行組裝。
汽車工業推行智能制造，現在企業積極性很高，政府熱情很高，專家熱情很高。什么是智能制造？大家的理解不一樣，我個人理解智能制造就是人工智能技術與汽車設計制造技術有機融合，把人工智能技術用在設計制造中，具體展開智能制造就是用智能技術解決汽車制造中的問題。展開講，智能制造是對復雜裝備產品包括汽車產品全生命周期實際加工、裝備等環節的制造活動進行知識表達與學習。
企業強盛不強盛看什么？企業在行業里是否領頭？是不是國內領先國際領先？我經常參加一些企業鑒定會，要評價到底是國內領先還是國際領先？你看別人就是別人比你領先，人家看你才是你領先。你要知識創新，福特為什么領先？他提出了公差配合概念。豐田為什么領先，精益生產。
這主要是知識創新，知識創新在汽車制造企業怎么體現？具體展開四新：
一是新技術，技術你發明提出來的；二是新工具；三是新工藝，比如說很多零件很復雜，現在可以用三維打印成型等；四是新產品，特斯拉為什么牛？這個產品是新的，人家沒有，他的制造工藝是新的，門是從頂上開的，這些都是新的知識體現。所以企業最核心的競爭力就是人才競爭力，為什么他是人才？因為他有知識。如果真正有知識創新有新的技術，新的工具新的工藝新的產品，你就是行業領頭羊，我們智能制造重點解決這個問題。知識表達與學習、信息感知與分析、智能決策與執行，實現制造過程、制造系統與制造裝備的知識推理、動態傳感自主決策。
智能制造的4個關鍵環節：一是智能設計，現在很多智能制造項目沒有設計的內容，就是生產線的改造還停留在機械化、自動化、信息化層面，離真正的智能化還有一定的差距，甚至不小的差距。現在搞智能制造第一關就是智能設計；二是智能加工；三是智能裝配；四是智能服務。制造過程的智能化也是智能制造的保證，要實現設計加工裝備服務的智能化，數字孿生是重要技術，在汽車制造各個階段都可以成功運用。數字孿生像美國福特公司、美國通用公司，美國谷歌、德國奧迪、德國奔馳、英國克萊斯特、英國捷豹、路虎、日本馬自達等世界著名公司都運用了數字孿生技術進行汽車設計、加工、裝備服務等。
數字孿生有哪些關鍵技術？我總結了8項：1.復雜產品多源異構數據轉換與集成技術；2.復雜產品幾何-物理-工況建模技術；3.復雜產品數字孿生多性能耦合分析技術；4.大數據驅動下的數字孿生行為仿真技術；5.復雜產品全生命周期作業過程仿真技術；6.智能車間布局規劃與生產調度優化技術；7.運行狀態可視分析與故障智能預測技；8.基于增強現實的維修維護操作導航技術。
我們提出并且實現了這8項關鍵技術，這8項關鍵技術如何運用？給出一個實例，汽車發動機的虛擬裝備，做發動機的人很多，但是我們真實的裝備，考慮工差的裝備，零件數量這么多，我這個團隊在全國是第一個，這個錄像是20年前做的。現在還不是新機器，20年做的現在拿出來看還是先進的。我們解決了三大問題，通過虛擬裝備解決了3個問題：一是裝備順序問題，先裝什么后裝什么？二是裝備路徑問題，解決了共面裝備從哪個特定方向安裝進去。三是設計階段保證了裝備的一次成功性，而且考慮了工差配合裝備，裝和配包括調試主要考慮工差，動配合還是靜配合？
不僅要裝得起來，還要拆得下來，要可拆卸，不僅可拆卸而且能夠運動起來，而且把曲線反求出來，看看正確不正確。同時可以展現不同零部件的實施應力變化，應力變化提供了強度、高度、可靠性的實施重要依據，應力變化跟噴油系統有關系，是交替噴油，交替噴油對應力有什么影響？都可以可視化做出來。
生產過程進行了可視仿真，我們通過操作車間的裝備生產線、汽車車門焊接，一個車門有40幾條焊縫，用3個機器人進行超車，如何進行超車，我們進行了數字樣機仿真，解決了焊縫不可達，焊接問題，解決了人流、物流、機器人三個的工作協同配合。不僅數字化仿真，而且把生產線開發出來，取得很好的應用效果。
我20年前做了一個電機產品大批量定制設計制造的軟件，首先在我老家湖州，巨人電梯，當時是國產品牌，幫助他實現了數字化轉型，電梯著名制造企業通力，通力電梯對它高度評價，這件事被蘇州吳江一家企叫做康力電梯，他們知道了。康力電梯這個民營企業家，想盡千方百計，叫我這個團隊幫助他搞電梯大批量定制生產。在我們的支持下，蘇州康力電梯成功上市，成為電梯行業第一個上市公司，也成了電梯行業第一個國家工程中心，我們也給他爭取到了。我們跟他合作了10年，有效提升了康力電梯產品實際制造能力，實現了數字化轉型。現在，中南海電梯都是他們做的。
我們也歡迎在座各位朋友同仁，有機會到浙江大學進行技術交流、項目合作，我的報告到此結束。謝謝大家！
（本文根據現場速記整理，未經演講嘉賓審閱）
教育頻道
